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南通乳化废水处理工程

产品时间:2020-08-07

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简要描述:

南通乳化废水处理工程
超稠油在加工过程中产生大量高浓度乳化废水, 常规炼油污水处理场难以处理并导致外排水严重超标。以某稠油加工企业高浓度超稠油乳化废水为研究对象, 对其物理化学性质, 沉降、破乳、絮凝条件进行了系统研究, 并在大量试验的基础上开发出预处理工艺。相应装置建成后运行平稳高效, 废水得到高效的处理与污油资源回收。

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南通乳化废水处理工程

 乳化含油废水是机械加工业和金属表面处理行业排放的一种较难处理的含油废水。因其中含有表面活性剂使油成为乳化液,油滴粒径极微小(一般小于10cm,大部分为0.1~2cm),在动力学上具有较强的稳定性,通常较难处理。乳化液中有机物含量很高,CODC,在通常为几万mg/L,其成分不仅仅是乳化油,还含有大量表面活性剂和其他添加剂。

 目前常使用的乳化油废水除油方法有多种(如隔油、离心、破乳、浮选、粗粒化、电解等),但这些方法都有其局限性,实际应用中通常是二三种方法联合使用,如盐析一气浮一吸附、破乳一混凝一气浮、隔油一微絮凝等。这些工艺在实际应用中均取得了较好的除油效果,一般出水中油的含量为几十mg/I。,但CODc,仍较高(几百至几千mg/L),不能满足排放标准的要求。通常物化处理出水还需进行后续处理,后处理通常采用物理化学法(吸附、膜分离、纳滤等)和生物氧化法等手段。

 上述工艺过程存在的主要问题是,单纯采用物理化学方法或者很难实现达标排放,或者因多级处理导致工艺复杂、流程长、成本过高、运行费过高、出水水质不稳定;特别是采用常规生物法时,需要对废水进行严格的预处理,且污泥负荷低、占地面积大,基建费用高。因此目前的乳化油废水处理技术虽得到广泛应用,但仍有很多不足之处,需要探索更为有效、简便、经济的处理工艺。

南通乳化废水处理工程

乳化液中主要含有机油和表面活性剂,是用乳化油根据需要用水稀释再加入乳化剂配制而成的。在机床切削使用的乳化液中为了提高乳化液的防锈性,还加入了亚硝酸钠等。由于乳化剂都是表面活性剂,当它加入水中,使油与水的界面自由能大大降低,达到最低值,这时油便分散在水中。乳化液可以简单地认为是油和水所组成的稳定而均匀的胶体物质,其中乳化液中的乳化油为分散相,水为连续相。

一、机械破乳

通常是采用离心分离,利用油、水的密度不同,经离心加热而使油相的粘度降低而加快破乳,该方法在乳化油污水的实际处理上应用较少。

二、物理法

常用的物理破乳法有电沉降法、超声波法、过滤法等。电沉降法主要用于油包水(W/O)型乳化液破乳;超声波破乳作用的强度不应太大,否则可能导致分散;过滤破乳是使乳状液通过多孔材料或过滤装置实现油水分离。物理法在乳化含油污水处理上的实际应用也较少。

三、化学破乳法

化学破乳法主要是改变乳化液的类型和界面性质,使它变的不稳定而发生破乳。通常是通过投加药剂来实现这一过程,工程上应用较为广泛。化学破乳法大体上有以下几种:

1、酸碱破乳

含油污水中细微的油滴表面往往覆盖一层带有负电荷的双电层,通过用酸将污水调至酸性,产生的质子就会中和双电层,改变液滴表面带电情况,破坏其稳定性,促进油滴凝集,并得到分离。PH调节多为硫酸、磷酸二氢钠或二氧化碳,通常伴随有加热升温过程,再以石灰或碱液中和,最终实现油水分离。这种方法的特点是工艺和设备比较简单,效果稳定,但一般效率较低,出水含油量较高,常作为一种含油污水预处理方法使用。

2、无机混凝剂破乳

乳化油污水中加入金属盐类化合物,其阳离子部分可以起去除乳化油界面存在的表面活性剂及抑制双电层的作用,使油滴经凝集、吸附等机理而被去除。根据Sehulze-Hardy法则,各种金属离子的混凝作用与其离子价数的六次方在正比,故铝盐、铁盐广泛作为无机混凝剂来处理污水,如硫酸铝、明矾、碱式硫酸铝、碱式氯化铝、三氯化铝、磷酸铝、复配粉末药剂和三氯化铁、硫酸铁、硫酸亚铁等。此外,钙盐、镁盐、锌盐、矿泥等系列来可作为破乳剂使用,如硫酸钙、碳酸钙、氯化钙、硫酸镁、硅酸镁、硝酸镁、氯化锌、硼泥、电石糊等。无机混凝剂破乳的特点为:效果较稳定,处理费用较低,一般需结合混凝沉降或气浮工艺,但处理效果受污水中表面活性、乳化剂类型影响较大,适合于处理稳定性较差的乳化油污水,目前在实际污水处理中应用广泛,存在的问题是渣量较大,适用乳化油污水不广等。

3、有机絮凝剂破乳

有机絮凝剂可分为两种,一种为高分子药剂,破乳机理一般以吸附架桥作用为主,高分子絮凝剂又有阳离子型、阴离子型、非离子型等,如含阳离子,则可体现有一定程度的电中和特性。另一种为表面结构改性物,通过改变乳化油污水中表面活性物质的特性而使表面失稳使油水分离。高分子絮凝剂主要有聚丙烯酰胺系列、聚丙烯睛系列、聚胺系列、聚醚系列、天然改性物系列等:表面结构改性物则以表面活性物质为主,种类较多,如十二烷基苯磺酸钠、高级脂肪酸钠、某些脂肪酸盐等。有机絮凝剂破乳的特点为专一性较强,适用于难破乳处理的场合,效果较好。问题是有机絮凝剂种类繁多,实际使用中选用的难度较大,而且价格相对较贵,国内的研究相对滞后,大多停留在实验室阶段,可供选择的品种较少。

4、无机与有机药剂的复配或配合使用

为取得优良的破乳效果,往往把一些无机混凝剂与有机絮凝剂做成复配制剂使用,或者将二者配合使用,在实际的工程上这类应用较多。其最大的特点是可以获得最大颗粒的絮体,并把油滴凝集或吸附而去除,也可加入二种不同分子量的聚合物,一个分子量较小,而另一个较大,这可取得较大的絮体,相应的处理效果也更好。

由上可见,采用化学破乳法较常用,化学法中采用无机混凝剂破乳,适合于处理稳定性差的乳化液。采用有机絮凝剂破乳适用于难破乳处理的场合,效果较好,但其专一性较强,有机絮凝剂种类繁多,在多品种乳化液破乳实际使用难度较大。

而采用酸碱破乳,对各种乳化液均有效,只不过破乳效率高低而已,酸碱破乳适合多品种乳化液破乳场合。

1)针对乳化液污水含油量较多的情况,一方面在设计过程中可以将乳化液收集池分为二格,前面一格为调节池,后面一格预搅拌池。前面一格调节池中可以采用人工清理浮油的方式来清理表面浮油,后面一格预搅拌池中装有潜水搅拌机,通过搅拌的方式来防止沉淀物沉积于预搅拌池中,堵塞水泵的进水管。

2)加强乳化液破乳的效果,这样可以增加后级沉淀+气浮设备的处理效果。

乳化液污水中含有乳化剂、脱脂剂以及固体粉末等,该类污水化学稳定性好,难以通过静置或自然沉淀法分离。乳化液是在油或脂类物质中加入表面活性剂,然后加入水。油和脂在表面活性剂的作用下以极其微小的颗粒分散在水中,由于其特殊的结构和极小的分散度,在水分子热运动的影响下,油滴在水中是非常稳定的,就如同溶解在水中一样。这种乳化液通常称为水包油型乳化液,其乳化液中含有脱脂剂、悬浮物等,因此形成的乳化液稳定性更好。乳化液一般需采用化学药剂进行破乳,使含油污水中的乳化液脱稳,然后投入絮凝剂进行絮凝,使脱稳的油滴通过架桥吸附作用凝聚成较大的颗粒,再通过气浮的方法予以分离,一般根据污水中的含油浓度决定采用一级或二级气浮。

以上通过对乳化液污水水质的分析可知,处理乳化液其中至为重要的一步就是加入药剂进行破乳,为加强破乳的效果,采用酸化破乳法来进行处理。

酸化破乳法:乳化液污水油滴表面往往覆盖一层带有负电荷的双电层,宜将污水用酸调至酸性,PH值控制在3~4之间,产生的质子会中和双电层,通过减少液滴表面电荷而破坏其稳定性,促使油滴凝聚,同时可使存于油——水界面上的高碳脂肪酸或高碳脂肪醇之类的表面活性剂游离出来,使油滴失去稳定性,达到破乳的目的。

3)乳化液污水进行加药破乳之后破坏了其稳定性,会产生部分不可溶性沉淀物,宜增加沉淀设备来进行处理不宜直接进入气浮来处理,这样做的目的是保证气浮去除破乳之后的浮油及COD等有机污染物。

4)前级破乳中采用三种药剂来进行破乳絮凝,即酸液、絮凝剂和氯化钙。

5)气浮装置用来保证处理效果。气浮装置前面加药装置需添加絮凝剂和助凝剂。

在金属材料加工、机械制造等行业,通常要使用乳化液作为冷却剂或润滑剂。乳化液使用后直接进入废水系统,或经循环使用多次后,变质、失效而成为废乳化液,再进入废水系统。这类废水的主要成分为机械油、表面活性剂、可溶性有机物和固体悬浮物等,呈乳白色,虽然水量不大,但CODcr含量高达几千至200000mg/L,油含量也很高。如不处理直接排放,必将给环境带来严重危害。

由于含乳化液废水分散性好,且具有污染物浓度高、废水量小、间歇排放等特点,给该类废水的处理带来了一定的困难。国内外已开发了一些含乳化液废水处理技术,如:化学法(化学破乳法、混凝法)、生化法、电解法、离心分离法、吸附过滤法、膜过滤法等。其中,化学法应用较多,但处理后的出水难以达标;超滤法能达到较好的效果,但装置投资大,且处理成本高,一般企业难以承受。因此,开发出经济、适用、高效的处理技术,对改善目前乳化液废水治理率低的局面是非常必要的。

简要技术

对含乳化液废水的处理方法进行了研究,开发出“隔油-厌氧-化学氧化-混凝气浮”新技术。

1.设置隔油池和浮油收集机,分离和收集废水中的浮油,既可保证浮油不会进入厌氧池,减轻后续工序的负荷;又能将浮油收集起来,外售给油品加工厂,实现了资源回收利用;

2.采用厌氧消化工艺破坏乳化液中乳化剂、机械油等大分子有机物的分子结构,使部分有机物分解,达到破乳和降低COD的双重功效。同时,乳化液废水的排放一般是间歇的,厌氧池还充当调节池,起到均质均量的作用;

3.采用化学氧化法对厌氧消化后的废水进行处理,将废水中有机物的分子结构进一步破坏或重整,使之成为易于被混凝剂凝聚的物质;

4.在混凝过程中,采用新型高效聚硅酸盐类混凝剂,生成的“矾花”大而密实,混凝效果好;

5.气浮过程不仅能高效去除水中已凝聚成“矾花”的悬浮物,而且在溶解氧的作用下,能进一步氧化呈溶解态的有机物,使COD得以进一步降低;

6.采用砂滤作为保全过滤,能较彻底地除去水中的残留悬浮物,设备简单、操作方便、运行稳定。该工艺可根据实际需要,任意采用连续或间歇的操作方式。

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